Проведенное исследование является совместным проектом Казанского федерального университета и Института проблем нефти и газа РАН, РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина, Института неорганической химии им. А.В. Николаева СО РАН.

Парафиновая дисперсия, один из главных компонентов жидкостей для покрытия и ламинирования, пришлась весьма кстати и для «нефтянки». Использование эмульсий парафинов в качестве материалов с фазовым переходом (PCM), по мнению ученых приоритетного направления «Эконефть», является перспективным направлением. Ученые предлагают использовать парафиновые дисперсии для рационального распределения тепла в нефтегазовом секторе, энергетических установках. Подробности работы исследователи опубликовали в Journal of Thermal Analysis and Calorimetry.

«Данная работа имеет фундаментальный характер, а полученные результаты стали первым шагом, позволяющий перейти к исследованию нефтяных многокомпонентных систем», – отметил руководитель приоритетного направления «Эконефть» Михаил Варфоломеев.

Создание эффективных теплоносителей имеет особую актуальность для всей сферы промышленности. Сегодня отвод и подведение тепла являются одними из главных технологический проблем: специалистам приходится работать с большими перепадами температур. Для создания эффективных теплоносителей ученые используют свойства эмульсий парафинов, отмечая их стабильность при нескольких циклах нагрева, охлаждения, размеры частиц, вязкость, температуры фазового перехода, теплоемкость, доступную стоимость и экологичность.

«В данной работе были использованы три экспериментальных метода – дифференциальная сканирующая калориметрия (ДСК), порошковая рентгеновская дифрактометрия (РСА) и динамическое рассеяние света (ДРС). Эксперименты по рассеянию света проводились с использованием передовой методики изучения фазового поведения веществ в дисперсии, так называемой капельной техники», – сообщает лаборант-исследователь НИЛ "Реологические и термохимические исследования" Юлия Зарипова.

Для проведения первых экспериментов, участники научного проекта предоставили коллегам из Казанского университета образцы эмульсии неразветвленного алкана в воде. Частицы парафина имеют размер порядка ста нанометров, такая система способна к фазовым переходам без изменения своего диспергированного состояния.

«При этом происходит фазовый переход с поглощением либо выделением тепла. Таким образом мы можем в некоторых производствах, в том числе и нефтеперерабатывающих, отводить или подводить тепло с помощью отработанной системы, при этом она не будет расслаиваться, так и останется в виде эмульсии, что очень удобно», – объяснила исследователь.

Экспериментальным путем ученые сравнили несколько методов, с помощью которых можно изучать имеющиеся фазовые переходы. Коллеги из Москвы предложили к рассмотрению динамическое светорассеивание и порошковую дифрактометрию – данные методы относятся к оптическим. Сравнив первые результаты, казанские специалисты предложили к использованию термический метод – ДСК.

«В небольшом интервале температур у алканов имеется сразу несколько интересных фазовых переходов, и это не только плавление, кристаллизация, переход в жидкое состояние или твердое, но и переход между разными кристаллическими фазами», – отметила Ю. Зарипова.

Проведенная научная работа является еще одним ярким примером междисциплинарного взаимодействия САЕ «Эконефть» с крупнейшими вузами и научными структурами страны. Объединив усилия и компетенции, российские ученые нашли интересное решение для дальнейшей работы с фазовыми состояниями дисперсных систем алканов.

«Метод, предложенный в данной научной работе, необходим в изучении фазового поведения алканов в различных дисперсиях. Университеты, в том числе и Казанский федеральный, были привлечены для того, чтобы совместно проверить и апробировать новый метод исследования систем и сравнить его с другими предлагаемыми подходами», – отметил М.Варфоломеев.

Благодаря совместной работе нескольких научных структур, ученые предложили новый метод изучения фазового поведения алканов. Считалось, ранее известные методы ограничены: они позволяют исследовать данную фазу в более концентрированных растворах. Однако, уже сегодня исследователи открыли новую страницу изучения поведения алканов, создавая перспективный флагман в работе с фазовыми состояниями дисперсных систем.

Автор: Аделя Шемелова, фото автора

Источники

Российские ученые создадут эффективный теплоноситель для нефтегазовой отрасли
Вестник Отделения наук о Земле РАН (onznews.wdcb.ru), 06/08/2020
Ученые КФУ создадут эффективный теплоноситель для нефтегазовой отрасли
Казанский Федеральный Университет (kpfu.ru), 30/07/2020

Похожие новости

  • 29/11/2019

    ИК СО РАН ведет исследования совместно с компанией «Татнефть»

    ​Ряд вопросов, актуальных для нефтегазохимического комплекса Республики Татарстан, был рассмотрен сегодня на заседании Совета директоров ОАО «Татнефтехиминвест-холдинг».  Заседание состоялось в Доме Правительства РТ, провел его Президент Республики Татарстан Рустам Минниханов.
    1162
  • 01/09/2020

    Недостающее звено в отечественном катализе: рассказывает замиректора ИК СО РАН Вадим Яковлев

    Центр коллективного пользования «Опытное производство катализаторов» на базе Института катализа СО РАН станет местом, где будут развивать широкий спектр новых каталитических технологий, отрабатывать их у себя до опытного и опытно-промышленного уровня и потом масштабировать их на профильных предприятиях.
    517
  • 03/01/2019

    Обнаружены особенности образования соединений, мешающих добыче нефти и газа

    ​​Ученые из Института неорганической химии имени А.В. Николаева Сибирского отделения Российской академии наук (ИНХ СО РАН) исследовали реакцию образования кристаллических соединений воды и газа (газовых гидратов) с метастабильной (неустойчивой) структурой.
    1833
  • 05/07/2019

    Неорганические агенты для онкотерапии

    ​Продолжаем представлять молодых ученых - лауреатов премии мэрии Новосибирска этого года. Руководитель лаборатории биоактивных неорганических соединений Института неорганической химии им. А. В. Николаева СО РАН, кандидат химических наук Михаил Шестопалов был награжден за изучение металлокластерных комплексов в качестве агентов для медицинской диагностики и терапии онкозаболеваний.
    976
  • 26/10/2016

    Сибирские и китайские учёные обнаружили сильную фотолюминесценцию в «дефектном» графене

    ​Специалисты из Новосибирского государственного университета, Института неорганической химии СО РАН и Пекинского университета химических технологий исследовали свойства модифицированного графита — перфорированного окисленного графена.
    4108
  • 26/11/2020

    НГУ и Институт катализа СО РАН создали платформу адресной подготовки специалистов для промышленности

    ​​​В Новосибирском государственном университете совместно с Институтом катализа СО РАН создано новое подразделение — Институт химических технологий. Институт действует по принципу гибкой платформы: заказчик ставит задачу, затем формируется команда преподавателей-исследователей при участии проходящих подготовку студентов и аспирантов.
    567
  • 22/01/2020

    Квантовая химия как способ дополнить эксперимент тонкими деталями

    ​Сотрудники Института химической кинетики и горения им. В. В. Воеводского СО РАН занимаются квантовой химией — их расчеты помогают в разработке одномолекулярных магнитов для электроники, ракетных топлив и подушек безопасности для автомобилей.
    2852
  • 03/09/2018

    Ученые рассчитали параметры устойчивости гибридных фотоэлектрических наноматериалов

    ​​Сибирские ученые совместно с иностранными коллегами рассчитали, какие параметры влияют на силу взаимодействия углеродных нанотрубок с фталоцианинами – сложными азотсодержащими соединениями. Гибридные конструкции на их основе можно использовать в качестве новых материалов для создания солнечных батарей, сенсоров и оптических приборов.
    1037
  • 26/05/2020

    Наука будущего: беспилотник на солнечных батареях, обрывы проволоки и молекулярные ножницы

    Как совмещать открытия в медицине и в космической сфере, чем бактериальная целлюлоза поможет экологии планеты и можно ли излечить от болезни, отредактировав ДНК, — в материале портала "Будущее России.
    895
  • 29/08/2016

    В Новосибирске будут производить шагающие экзоскелеты для инвалидов

    ​Заместитель генерального директора по инновационному развитию "Инновационного медико-технологического центра" (Новосибирского медтехнопарка) Анатолий Аронов на круглом столе в рамках форума "Новосибирск- город безграничных возможностей" рассказал, что будут производить резиденты второй очереди медицинского промышленного парка.
    3658